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KR101986084B1 - 비소 흡착제 재생 방법 - Google Patents

비소 흡착제 재생 방법 Download PDF

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KR101986084B1
KR101986084B1 KR1020170068877A KR20170068877A KR101986084B1 KR 101986084 B1 KR101986084 B1 KR 101986084B1 KR 1020170068877 A KR1020170068877 A KR 1020170068877A KR 20170068877 A KR20170068877 A KR 20170068877A KR 101986084 B1 KR101986084 B1 KR 101986084B1
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oxyhydroxide
iron
adsorbed
solution
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이경한
강경석
손원근
윤제용
홍성필
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(주) 시온텍
서울대학교산학협력단
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Abstract

본 발명의 비소 흡착제의 재생 방법은 이미 비소 흡착에 사용된 흡착제를 다시 비소 흡착에 반복 사용할 수 있도록 할 수 있으며, 특히 상기 재생 방법으로 재생된 비소 흡착제는 재생 횟수가 증가하여도 초기 비소 흡착량에 가까운 비소 흡착 성능을 유지할 수 있는 효과가 있다.

Description

비소 흡착제 재생 방법{Method for regenerating arsenic adsorbent}
본 발명은 비소 흡착제 재생 방법에 관한 것이다.
비소의 노출 경로는 다양하지만, 특히 음용수, 식품을 통한 경구 노출이 주요 원인으로 지적된다. 비소는 체내에 흡수돼 다양한 독성을 띄는데, 특히 3가 비소, 5가 비소 등의 무기비소는 다양한 암 유발물질이며 말초신경장애, 신경 손상, 피부염, 자연 유산 등의 원인 물질이다. 이에 따라 한국 정부는 총 비소의 최대 일일허용량 및 음용수 내에 포함된 비소 총량을 제한하여 엄격하게 규제하고 있다.
음용수 내의 비소를 제거하는 방법으로는 응고 침전, 흡착, 분리막 이용 등 다양한 기술이 존재하는데, 이 가운데 흡착법은 경제적이고, 3가 비소와 5가 비소를 모두 흡착하며, 음용수의 pH에서 잘 작동하는 등의 장점으로 인해 선호된다. 특히 옥시수산화철 과립을 사용하는 흡착제는 사용 편리성 때문에 실제 현장에서 많이 사용된다.
하지만 옥시수산화철 흡착제의 경우, 비소를 흡착한 뒤 바로 폐기 처리되는 방식의 1 회용으로 사용되고 있어 산업폐기물 발생량이 많으며, 비소 제거 비용 또한 높은 문제가 있다.
한국등록특허공보 제10-0788119호
본 발명의 목적은 비소 흡착에 사용된 옥시수산화철계 흡착제를 재생하여 반복 재사용할 수 있는 비소 흡착제의 재생 방법을 제공하는 것이다.
또한 본 발명의 목적은 반복 재생되어 사용됨에도 초기 비소 흡착량에 가까운 비소 흡착 성능을 유지할 수 있는 비소 흡착제의 재생 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 비소 흡착 옥시수산화철의 재생 방법은, a1) 비소가 흡착된 옥시수산화철을 산처리하는 단계 및 a2) 상기 산처리된 옥시수산화철을 염기처리하여 비소를 탈착하는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 a1) 단계의 산처리는 pH 2 이상이 유지되도록 처리하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 a1) 단계의 산처리는 염산, 황산 및 질산 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 산 화합물로 처리하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 a2) 단계의 염기처리는 pH 12 이상이 유지되도록 처리하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 a2) 단계의 염기처리는 알칼리금속 또는 알칼리토금속의 수산화물로 처리하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 비소 흡착 옥시수산화철의 재생 방법은, 상기 a2) 단계 이후에 a3) 상기 비소가 탈착된 옥시수산화철을 중화하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 또 다른 비소 흡착 옥시수산화철의 재생 방법은, b1) 비소가 흡착된 옥시수산화철에 철염 용액을 접촉시키는 단계 및 b2) 철염 용액이 접촉된 비소가 흡착된 옥시수산화철에 염기성 용액을 접촉시켜 반응시키는 단계를 포함한다. 이때 상기 b2) 단계에서 비소가 흡착된 옥시수산화철의 표면에 옥시수산화철층이 형성되어 재생된다.
본 발명의 일 예에 따른 비소 흡착 옥시수산화철의 재생 방법은, b3) 옥시수산화철층이 형성된 옥시수산화철을 동결건조 또는 열처리하는 단계를 더 포함한다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 b1) 단계 이전에, 비소가 흡착된 옥시수산화철을 분쇄하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 분쇄하는 단계는 비소가 흡착된 옥시수산화철을 0.05~0.3 mm의 평균입경으로 분쇄하는 단계일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 b1) 단계의 철염 용액의 철염은 염화철, 황산철 및 플루오로화철 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 b2) 단계의 염기성 용액은 알칼리금속 또는 알칼리토금속의 수산화물이 용매에 용해된 용액 또는 염기성 수용액일 수 있다.
본 발명의 일 예에 있어서, 상기 b1) 단계 및 상기 b2) 단계에서 옥시수산화철에 용액을 접촉하는 방법은 유동층과립기를 이용하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 예에 따른 비소 흡착 옥시수산화철의 재생 방법은, 상기 b1) 단계 이전에, 비소가 흡착된 옥시수산화철에 상기 b1) 단계의 철염 용액 외의 철염 용액과, 염기성 용액을 접촉시켜 반응시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 비소 흡착제의 재생 방법은 이미 비소 흡착에 사용된 흡착제를 다시 비소 흡착에 반복 사용할 수 있도록 할 수 있으며, 특히 상기 재생 방법으로 재생된 비소 흡착제는 재생 횟수가 증가하여도 초기 비소 흡착량에 가까운 비소 흡착 성능을 유지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명에서 명시적으로 언급되지 않은 효과라 하더라도, 본 발명의 기술적 특징에 의해 기대되는 명세서에서 기재된 효과 및 그 내재적인 효과는 본 발명의 명세서에 기재된 것과 같이 취급된다.
이하 첨부한 본 발명의 비소 흡착제 재생 방법을 상세히 설명한다.
본 발명에서 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 가지며, 하기의 설명에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다.
또한 본 발명에서 사용되는 용어의 단수 형태는 특별한 지시가 없는 한 복수 형태도 포함하는 것으로 해석될 수 있다.
또한 본 발명에서 특별한 언급 없이 불분명하게 사용된 %의 단위는 중량%를 의미한다.
본 발명의 비소 흡착제 재생 방법은, 구체적으로 비소 흡착에 사용된 옥시수산화철의 재생 방법으로서, 본 발명에서는 산처리 및 염기처리를 이용한 제1양태와 새로운 옥시수산화철층을 형성하는 제2양태로서 제공한다.
본 발명에서 언급되는 “옥시수산화철”은 FeOOH로, 구체적으로 ß-FeOOH일 수 있다. 또한 본 발명에서 언급되는 “비소가 흡착된 옥시수산화철”에서 옥시수산화철은 과립 형태의 옥시수산화철 입자, 구체적으로, 0.2~2.0 mm의 평균입경을 가지는 입자를 의미할 수 있다.
본 발명의 제1양태로 비소 흡착제 재생 방법은, a1) 비소가 흡착된 옥시수산화철을 산처리하는 단계 및 a2) 상기 산처리된 옥시수산화철을 염기처리하여 비소를 탈착하는 단계를 포함한다.
상기 a1) 단계는 이후 a2) 단계의 비소의 탈착을 위한 전 단계로, 비소의 탈착을 저해하는 물질, 예컨대 칼슘 등의 물질을 산처리하여 제거하는 단계이다. a) 단계의 산처리 과정을 거치지 않거나 산처리 과정이 이후 a2) 단계의 염기처리보다 선행되지 않을 경우, 재생효과가 실질적으로 나타나지 않는다.
상기 산처리 방법은 산 화합물을 포함하는 용액에 비소 흡착에 사용된 옥시수산화철을 투입하는 것이 예시될 수 있다. 이때 옥시수산화철과 산 화합물 또는 산 화합물을 포함하는 용액과의 중량비는 옥시수산화철 1 중량부에 대하여 0.1~10 중량부일 수 있으나, 이에 본 발명이 제한되지 않음은 물론이다.
상기 a1) 단계의 산처리는 옥시수산화철의 비소 탈착을 저해하는 물질을 제거하기 위해 수행되며, 이때 산처리는 pH 2 이상이 유지되도록, 바람직하게는 pH 2~5, 보다 바람직하게는 2~3이 유지되도록 하는 것이 옥시수산화철의 분해를 방지하는 측면에서 매우 바람직하다. 이후 옥시수산화철로부터 분리된 비소 탈착 저해 물질은 증류수 등을 이용한 세척 단계를 거쳐 쉽게 제거될 수 있다.
상기 a1) 단계의 산처리에 사용되는 산 화합물은, 바람직하게는 pH 2 이상을 유지할 수 있는 산 화합물 또는 상기 산 화합물이 용매에 희석된 산 용액일 수 있다. 구체적인 일 예로, 산 화합물은 염산, 황산 및 질산 등에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함할 수 있다. 용매는 산 화합물이 용해될 수 있는 용매라면 무방하며, 물 등의 극성용매 등이 예시될 수 있다. 바람직한 일 예로, 산 화합물은 pH 2~5, 보다 바람직하게는 2~3의 염산 수용액일 수 있다.
상기 a2) 단계는 a1) 단계에서 수득된 비소 탈착 저해 물질이 제거된 옥시수산화철로부터 비소를 탈착하는 단계로, 염기처리에 의해 비소가 탈착된다. 구체적으로, 염기처리는 pH 12 이상으로 유지하는 것이 3가 비소 및 5가 비소 모두 탈착될 수 있어 매우 바람직하다. 상기 염기처리 방법은 염기 화합물을 포함하는 용액에 비소 흡착에 사용된 옥시수산화철을 투입하는 것이 예시될 수 있다. 이때 옥시수산화철과 염기 화합물 또는 염기 화합물을 포함하는 용액과의 중량비는 옥시수산화철 1 중량부에 대하여 0.1~10 중량부일 수 있으나, 이에 본 발명이 제한되지 않음은 물론이다.
상기 a2) 단계의 염기처리에 사용되는 염기 화합물은, 바람직하게는 pH 12 이상을 유지할 수 있는 염기 화합물이 용매에 용해된 염기 용액일 수 있다. 구체적인 일 예로, 염기 화합물은 알칼리금속 또는 알칼리토금속의 수산화물이 용매에 용해된 염기 용액일 수 있으며, 보다 구체적으로, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화리튬, 수산화칼슘 등이 용매에 용해된 용액이 예시될 수 있다. 용매는 염기 화합물이 용해될 수 있는 용매라면 무방하며, 물 등의 극성용매 등이 예시될 수 있다. 바람직한 일 예로, 염기 화합물은 pH 12~15의 알칼리금속 또는 알칼리토금속의 수산화물 수용액, 구체적으로 수산화나트륨 수용액일 수 있다.
상기 a1) 단계의 산처리와 상기 a2) 단계의 염기처리를 거쳐 비소가 탈착된 옥시수산화철은, a3) 상기 비소가 탈착된 철수산화물을 중화하는 단계를 더 거칠 수 있다. a3) 단계는 비소 흡착에 사용될 환경에 적합한 pH로 조절하는 단계를 의미할 수 있으며, 통상 음용수의 pH 범위이면 무방하며, 예컨대 pH 5~9, 바람직하게는 pH 6~8일 수 있다. 중화 방법으로는 전술한 산 화합물 또는 산 화합물이 희석된 산 용액에 옥시수산화철을 투입하는 것이 예시될 수 있다.
본 발명의 제2양태로 비소 흡착제 재생 방법은, b1) 비소가 흡착된 옥시수산화철에 철염 용액을 접촉시키는 단계 및 b2) 철염 용액이 접촉된 비소가 흡착된 옥시수산화철에 염기성 용액을 접촉시켜 반응시키는 단계를 포함한다. 이때 b2) 단계에서 비소가 흡착된 옥시수산화철의 표면에 옥시수산화철층이 형성되어 재생된다.
특히 상기 b1) 단계 및 상기 b2) 단계를 거칠 경우, 비소가 흡착된 옥시수산화철의 표면에 옥시수산화철층이 형성되어 재생될 뿐만 아니라, b2) 단계의 염기 용액의 접촉에 의한 비소의 탈착 반응도 동시에 일어나 보다 높은 비소 흡착 성능을 가지는 동반 상승 효과가 있다.
상기 b1) 단계의 철염 용액은 철염과 용매를 포함하는 용액을 의미하며, 바람직하게는 철염 수용액일 수 있다. 이때 철염은 2가 철의 염, 3가 철의 염 또는 이들의 혼합물이 사용될 수 있다. 구체적인 일 예로, 철염은 염화철, 황산철, 플루오로화철 등이 예시될 수 있다.
상기 b2) 단계의 염기성 용액은 수산화이온을 내어 상기 철염의 철이온과 반응하여 옥시수산화철의 표면에 옥시수산화철층을 형성할 수 있는 것이라면 무방하며, 구체적으로, 알칼리금속 또는 알칼리토금속의 수산화물이 용매에 용해된 용액 또는 염기성 수용액일 수 있다. 알칼리금속 또는 알칼리토금속의 수산화물이 용매에 용해된 용액으로 수산화나트륨 용액, 수산화칼륨 용액, 수산화리튬 용액, 수산화칼슘 용액 등이 예시될 수 있으며, 용매로는 물 등의 극성용매가 예시될 수 있다. 염기성 수용액으로 알칼리금속 또는 알칼리토금속의 탄산화물 수용액, 알칼리금속 또는 알칼리토금속의 염화물 수용액, 요소 등이 예시될 수 있다. 보다 구체적으로, 염기성 수용액은 탄산나트륨, 탄산칼륨, 탄산리튬, 염화나트륨, 염화칼륨, 염화리튬 등이 예시될 수 있다. 바람직한 일 예로, 염기성 용액은 pH 10~15, 바람직하게는 12~15인 것일 수 있다.
상기 b1) 단계 또는 상기 b2) 단계에서 옥시수산화철에 용액을 접촉시키는 방법으로는 용액에 옥시수산화철을 혼합하는 방법, 옥시수산화철에 용액을 분사하는 방법 등이 예시될 수 있다. 이때 유동층 과립기(fluid bed granulator)를 이용할 경우, 옥시수산화철의 표면에 옥시수산화철층을 효과적으로 형성할 수 있다.
또한 상기 b1) 단계 이전에, 비소가 흡착된 옥시수산화철에 상기 b1) 단계의 철염 용액 외의 철염 용액과, 염기성 용액을 접촉시켜 2차 반응시키는 단계를 더 거칠 수 있다. 이를 만족할 경우, 재생 효율이 보다 향상될 수 있다. 바람직하게는 상기 2차 반응시키는 단계와 b1) 단계 사이에 공기를 주입하여 철 이온이 3가 이온으로 되도록 하는 단계를 더 포함할 수 있다.
전술한 b1) 단계 및 b2) 단계만으로도 재생 효율이 좋으나, b3) 옥시수산화철층이 형성된 옥시수산화철을 동결건조 또는 열처리하는 단계를 더 거칠 경우, 옥시수산화철 표면에 형성된 옥시수산화철층을 과립 형태로서 견고히 고정시킬 수 있다. 따라서 비소 흡착제로서 사용될 시, 흡착제의 안정성, 내구성 등이 현저히 향상되어 우수한 비소 흡착 성능이 지속적으로 구현될 수 있다. 상기 동결건조는 공지된 동결건조 방법 및 조건이면 무방하며, 예컨대 -50~-5℃에서 2~10 시간 동안 수행되는 것일 수 있다. 상기 열처리는 70~150℃에서 10~30 시간 동안 수행되는 것일 수 있다.
상기 b1) 단계 또는 상기 b2) 단계에서 제철 슬래그 부산물 입자 구체적으로, 칼슘, 마그네슘, 망간, 알루미늄 등의 산화물로 구성된 제철 슬래그 부산물 입자를 용액에 더 혼합하여 사용할 수 있다. 옥시수산화철 입자에 제철 슬래그 부산물 입자가 함께 응결핵 역할을 하면서 그 위로 새로운 옥시수산화철층이 형성되므로, 보다 견고히 옥시수산화철층을 고정할 수 있다.
본 발명의 비소 흡착제 재생 방법은, 상기 a1) 단계 또는 상기 b1) 단계 이전에, 비소가 흡착된 옥시수산화철을 분쇄하는 단계를 더 포함할 수 있다. 구체적으로, 상기 분쇄하는 단계는 비소가 흡착된 옥시수산화철을 0.05~0.3 mm의 평균입경로 분쇄하는 단계일 수 있다. 이를 만족할 경우, 분쇄하지 않은 경우와 비교하여 재생 효율이 보다 향상될 수 있다.
본 발명에서 재생되는 옥시수산화철계 비소 흡착제는 비표면적이 150~600 m2/g일 수 있으며, 부피밀도가 900~1,300 kg/m3일 수 있다.
이하 본 발명을 실시예를 통해 상세히 설명하나, 이들은 본 발명을 보다 상세하게 설명하기 위한 것으로, 본 발명의 권리범위가 하기의 실시예에 의해 한정되는 것은 아니다.
옥시수산화철 입자 비소 흡착
먼저, 비소가 포화 흡착된 옥시수산화철 입자를 얻기 위해, 과립 비소 흡착제(Arsenic removal, GEH® 102, Geh Wasserchemie GmbH & Co. KG)를 비소를 충분히 함유한 표준용액 1ℓ에 투입하고 여과한 후 건조하여 비소가 포화 흡착된 옥시수산화철 입자를 제조하였다.
옥시수산화철 입자의 재생
0.1 M 염산 30 ㎖를 증류수 1 ℓ로 희석하여 pH 2.5의 산 수용액을 제조한 후, 상기 산 수용액에 상기 비소가 포화 흡착된 옥시수산화철 입자 100 g을 넣고 6 시간 동안 천천히 교반하였다. 그리고 비소가 포화 흡착된 옥시수산화철 입자를 산 수용액으로부터 여과한 후 증류수로 충분히 세척하였다.
다음으로, 4% 수산화나트륨 수용액 1 ℓ에 상기 산 수용액으로부터 여과된 비소가 포화 흡착된 옥시수산화철 입자를 넣고 6 시간 동안 천천히 교반하였다. 그리고 비소가 탈착된 옥시수산화철 입자를 수산화나트륨 수용액으로부터 여과한 후 증류수로 세척하였다. 이어서 옥시수산화철 입자가 pH 7이 되도록 묽은 염산으로 중화하여 비소 흡착에 사용된 옥시수산화철 입자를 재생하였다.
옥시수산화철 입자 비소 흡착
실시예 1의 옥시수산화철 입자 비소 흡착과 동일한 방법으로 제조된 비소가 포화 흡착된 옥시수산화철 입자를 평균입경이 0.1 mm가 되도록 분쇄하여 분쇄된 비소가 포화 흡착된 옥시수산화철 입자를 제조하였다.
옥시수산화철 입자의 재생
염화철 32.44 g을 증류수 500 ㎖에 용해한 염화철 수용액에 상기 분쇄된 비소가 포화 흡착된 옥시수산화철 입자를 투입한 후, 1.2 M 수산화나트륨 수용액 500 ℓ를 20 분에 걸쳐 천천히 투입하면서 교반하였다. 이를 흡입필터(nutsch filter)를 이용하여 여과하고 증류수로 세척하였다. 그리고 -18℃에서 6 시간 동안 동결 건조하여 비소 흡착에 사용된 옥시수산화철 입자를 재생하였다.
옥시수산화철 입자 비소 흡착
실시예 1의 옥시수산화철 입자 비소 흡착과 동일한 방법으로 제조된 비소가 포화 흡착된 옥시수산화철 입자를 평균입경이 0.1 mm가 되도록 분쇄하여 분쇄된 비소가 포화 흡착된 옥시수산화철 입자를 제조하였다.
옥시수산화철 입자의 재생
무수황산철(II)(FeSO4) 22 g 및 무수 황산철(III)(Fe2(SO4)3) 16 g을 증류수 500 ㎖에 넣은 후, 상기 분쇄된 비소가 포화 흡착된 옥시수산화철 입자를 투입한 후 강하게 교반하면서 1.2 M 수산화나트륨 수용액 500 ℓ를 넣고, 곧바로 5 ℓ의 공기를 주입하면서 철 이온이 3가 이온으로 되도록 한다. 이를 흡입필터를 이용하여 여과하고 증류수로 세척하여 옥시수산화철 입자를 수득하였다. 그리고 염화철 32.44 g을 증류수 500 ㎖에 용해한 염화철 수용액에 상기 세척된 옥시수산화철 입자를 투입한 후, 1.2 M 수산화나트륨 수용액 500 ℓ를 20 분에 걸쳐 천천히 투입하면서 교반하였다. 이를 흡입필터를 이용하여 여과하고 증류수로 세척하였다. 그리고 오븐을 이용하여 105℃에서 20 시간 동안 열처리하여 비소 흡착에 사용된 옥시수산화철 입자를 재생하였다.
[비교예 1]
실시예 1의 비소가 포화 흡착된 옥시수산화철 입자를 4% 수산화나트륨 수용액 1 ℓ에 넣고 6 시간 동안 천천히 교반하고, 옥시수산화철 입자를 수산화나트륨 수용액으로부터 여과한 후 증류수로 세척하였다. 이어서 옥시수산화철 입자가 pH 7이 되도록 묽은 염산으로 중화하였다.
실시예 1 내지 실시예 3에 따라 제조된 재생된 옥시수산화철 입자의 비소 흡착 특성을 평가하기 위해, 각각의 재생된 옥시수산화철 입자를 상기 옥시수산화철 입자 비소 흡착과 상기 옥시수산화철 입자의 재생을 반복하여 총 5 회 측정하였다. 구체적으로, 재생된 옥시수산화철 입자를 각각 3가 비소 및 5가 비소를 충분히 함유한 표준용액 1ℓ에 넣어 비소 흡착 용량의 변화를 측정하고, 상기 옥시수산화철 입자의 재생과 같은 방법으로 재생하여 비소 흡착 용량의 변화를 측정하였으며, 이 같은 과정을 총 5 회 반복하였다. 각 재생-흡착 과정마다 비소 흡착 후 걸러져 나온 용액에 녹아있는 비소의 양을 측정하는 방법으로 비소 흡착 용량의 변화를 측정하였다. 이때 몰리브덴 블루 분광 광도법(Molybdenum blue spectrophotometric method, EN ISO 7834:1987) 및 자외선-가시광선 분광법(UV-VIS spectroscopy)으로 측정하였다. 이의 측정 결과는 하기 표 1에 도시되어 있다.
비소 흡착량 대조군 실시예 1 실시예 2 실시예 3 비교예 1
3가 비소 (mg/g) 2.11 - - - -
5가 비소 (mg/g) 2.54 - - - -
3가 비소 (mg/g) 1 회 재생 2.00 2.01 1.91 1.27
(%) 94.8 95.3 90.5 60.2
5가 비소 (mg/g) 2.37 2.44 2.38 1.49
(%) 93.3 96.1 93.7 58.7
3가 비소 (mg/g) 2 회 재생 1.80 2.06 1.95 0.81
(%) 85.3 97.6 92.4 38.4
5가 비소 (mg/g) 2.28 2.47 2.40 0.94
(%) 89.8 97.4 94.5 37.0
3가 비소 (mg/g) 3 회 재생 1.71 2.03 1.93 0.45
(%) 81.0 96.2 91.5 21.3
5가 비소 (mg/g) 2.16 2.44 2.37 0.57
(%) 85.0 96.1 93.3 22.4
3가 비소 (mg/g) 4 회 재생 1.59 1.98 1.98 0.29
(%) 75.4 93.8 93.8 13.7
5가 비소 (mg/g) 2.05 2.40 2.37 0.31
(%) 80.7 94.5 93.3 12.2
3가 비소 (mg/g) 5 회 재생 1.43 2.00 1.92 0.12
(%) 67.8 94.8 90.9 5.7
5가 비소 (mg/g) 1.97 2.41 2.34 0.19
(%) 77.6 94.9 92.1 7.5
(대조군 : 과립 비소 흡착제((Arsenic removal, GEH® 102, Geh Wasserchemie GmbH & Co. KG)의 최초 비소 흡착량)
상기 표 1을 보면, 실시예 1의 경우, 적어도 5 회 재생까지는 산업적으로 큰 문제없이 사용 가능한 수준으로, 공정이 간단하여 상업화에 유리한 이점이 있다. 실시예 2 및 실시예 3의 경우, 초기와 비교하여 5 회 재생 시 재생효율이 약 92% 이상으로 매우 우수함을 알 수 있다.
또한 비교예 1 및 실시예 1을 비교해 보면, 이로부터 산처리가 선행되지 않을 경우에는 재생 효과가 실질적으로 없음을 알 수 있다.

Claims (14)

  1. 비소 흡착에 사용된 옥시수산화철의 재생 방법으로서,
    a1) 비소가 흡착된 옥시수산화철을 산처리하는 단계 및
    a2) 상기 산처리된 옥시수산화철을 pH 12 이상이 유지되도록 염기처리하여 비소를 탈착하는 단계를 포함하는 비소 흡착 옥시수산화철의 재생 방법.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 제1항에 있어서,
    상기 a2) 단계 이후에 a3) 상기 비소가 탈착된 옥시수산화철을 중화하는 단계를 더 포함하는 비소 흡착 옥시수산화철의 재생 방법.
  7. 비소 흡착에 사용된 옥시수산화철의 재생 방법으로서,
    b1) 비소가 흡착된 옥시수산화철에 철염 용액을 접촉시키는 단계 및
    b2) 철염 용액이 접촉된 비소가 흡착된 옥시수산화철에 염기성 용액을 접촉시켜 반응시키는 단계를 포함하며,
    상기 b2) 단계에서 비소가 흡착된 옥시수산화철의 표면에 옥시수산화철층이 형성되어 재생되는 비소 흡착 옥시수산화철의 재생 방법.
  8. 제7항에 있어서,
    b3) 옥시수산화철층이 형성된 옥시수산화철을 동결건조 또는 열처리하는 단계를 더 포함하는 비소 흡착제의 재생 방법.
  9. 제7항에 있어서,
    상기 b1) 단계 이전에, 비소가 흡착된 옥시수산화철을 분쇄하는 단계를 더 포함하는 비소 흡착제의 재생 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 분쇄하는 단계는 비소가 흡착된 옥시수산화철을 0.05~0.3 mm의 평균입경으로 분쇄하는 단계인 비소 흡착제의 재생 방법.
  11. 제7항에 있어서,
    상기 b1) 단계의 철염 용액의 철염은 염화철, 황산철 및 플루오로화철 중에서 선택되는 어느 하나 또는 둘 이상을 포함하는 비소 흡착제의 재생 방법.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 b2) 단계의 염기성 용액은 알칼리금속 또는 알칼리토금속의 수산화물이 용매에 용해된 것인 비소 흡착제의 재생 방법.
  13. 제7항에 있어서,
    상기 b1) 단계 및 상기 b2) 단계에서 옥시수산화철에 용액을 접촉하는 방법은 유동층과립기를 이용하는 것인 비소 흡착제의 재생 방법.
  14. 제7항 내지 제13항에서 선택되는 어느 한 항에 있어서,
    상기 b1) 단계 이전에, 비소가 흡착된 옥시수산화철에 상기 b1) 단계의 철염 용액 외의 철염 용액과, 염기성 용액을 접촉시켜 반응시키는 단계를 더 포함하는 비소 흡착제의 재생 방법.
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